KR20200065072A - Led 방출기들을 위한 나노-포토닉스 반사기 - Google Patents

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Abstract

발광 다이오드(LED)를 위한 반사기로서의 사용을 위한 시스템, 방법, 및 디바이스가 개시된다. 시스템, 방법, 및 디바이스는 LED에 의해 방출된 횡방향-전기(TE) 방사를 반사하도록 설계된 제1 층, LED로부터 방출된 횡방향-자기(TM) 방사를 차단하도록 설계된 제2 층, 및 투명 전도성 산화물 층으로서 동작하도록 설계된 복수의 ITO 층들을 포함한다. 제1 층은 1차원(1D) 분산된 브래그 반사(DBR) 층일 수 있다. 제2 층은 2차원(2D) 광자 결정(PhC), 3차원(3D) PhC, 및/또는 쌍곡선 메타물질(HMM)일 수 있다. 2D PhC는 수평 실린더 바들, 수직 실린더 바들, 또는 둘 다를 포함할 수 있다. 시스템, 방법, 및 디바이스는 Ag가 없을 수 있고 접합 층으로서 작동할 수 있는 최하부 금속 반사기를 포함할 수 있다.

Description

LED 방출기들을 위한 나노-포토닉스 반사기
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2017년 10월 17일자로 출원된 미국 가출원 제62/573,382호와 2018년 10월 15일자로 출원된 미국 출원 제16/160,713호의 "LED 방출기들을 위한 나노-포토닉스 반사기", 및 2018년 1월 23일자로 출원된 유럽 특허 출원 제18152921.5호의 이익을 주장하며, 이들 둘 다는 완전히 제시된 것처럼 참조로 포함된다.
기술분야
본 발명은 발광 다이오드(LED) 방출기들을 위한 나노-포토닉스 반사기(nano-photonics reflector)에 관한 것이고, 보다 구체적으로, 입사광을 완전히 차단하기 위해 분산된 브래그 반사기(DBR)의 제한된 반사율을 개선하는 반사기 구조물에 관한 것이다.
전형적인 복합 미러 아키텍처들의 반사율은 반도체와, 손실 금속 반사기(lossy metal reflector)를 분리하는 다소 두꺼운 산화물 층 사이의 인덱스 차이에 의해 제한된다. 임계 원뿔 밖의 각도들로 입사하는 광은 금속과 상호작용하고 따라서 부분적으로 흡수된다. 이를 개선하기 위해, 분산된 브래그 반사기(DBR) 구조물이 두꺼운 산화물 층과 금속 반사기 사이에 위치할 수 있다. 그러나 실제 DBR 설계들은 한정된 굴절률 인덱스 차이를 갖는 층들을 이용하여 결국에는 성능 이득들을 제한한다.
따라서, 입사광을 효율적으로 완전히 차단하기 위해 DBR의 제한된 반사율을 개선하는 반사기 구조물에 대한 필요성이 존재한다.
발광 다이오드(LED)를 위한 반사기로서 사용하기 위한 시스템, 방법 및 디바이스가 개시된다. 시스템, 방법 및 디바이스는 LED에 의해 방출된 횡방향-전기(transverse-electric, TE) 방사를 반사하도록 설계된 제1 층, LED로부터 방출된 횡방향-자기(transverse-magnetic, TM) 방사를 차단하도록 설계된 제2 층, 및 투명 전도성 산화물 층으로서 동작하도록 설계된 복수의 ITO 층들을 포함한다.
제1 층은 1차원(1D)의 분산된 브래그 반사(DBR) 층일 수 있다. 제2 층은 2차원(2D)의 광자 결정(photonic crystal, PhC), 3차원(3D)의 PhC, 및/또는 쌍곡선 메타물질(hyperbolic metamaterial, HMM)일 수 있다. 2D PhC는 수평 실린더 바들(horizontal cylinder bars), 수직 실린더 바들(vertical cylinder bars), 또는 둘 다를 포함할 수 있다. 시스템, 방법, 및 디바이스는 Ag가 없을 수 있고 접합 층으로서 작용할 수 있는 최하부 금속 반사기를 포함할 수 있다.
첨부 도면들과 함께 예로서 주어지는 이하의 설명으로부터 더 상세한 이해가 얻어질 수 있다.
도 1은 발광 다이오드(LED) 복합 미러 손실 기여도를 예시한다;
도 2는 청색 및 60°입사각(AOI)에서 손실들이 가장 높다는 것을 입증하는 복합 미러 LED 방출기에서의 각도 분해된 스펙트럼 분산된 브래그 반사기(DBR) 손실 내역을 예시한다;
도 3은 도 1의 최대치의 위치에 대응하는 450nm에서 60°AOI에서의 DBR 누적 손실을 예시한다;
도 4는 브루스터 각도 영역에서 횡방향-자기(TM) 편광 반사율이 낮다는 것을 입증하는 450nm에서의 편광 의존 반사율을 예시한다;
도 5는 도 3과 비교될 수 있는 전형적인 DBR 솔루션에 대한 밴드 다이어그램과 반사율 사이의 관계를 예시한다;
도 6은 1차원(1D) DBR + 2차원(2D) 광자 결정들(PhC) 또는 3차원(3D) PhC를 갖는 반사기를 예시한다;
도 7은 SiO2 및 TiOx 층들을 사용하여 도 6의 반사기의 다양한 AOI들(450nm)에서의 전기장 법선(electric field normal)을 예시한다;
도 8은 1D DBR 및 도 6의 반사기 양쪽 모두의 450nm에서의 반사율 응답을 예시한다;
도 9는 1D DBR 및 쌍곡선 메타물질(HMM) 층을 갖는 반사기를 예시한다;
도 10은 깊은 서브-파장 두께의 금속-유전체 쌍들에 의해 형성된 HMM을 사용한 도 9의 반사기에 대한 밴드갭 다이어그램을 예시한다;
도 11은 LED로부터 방출된 광을 반사하는 방법을 예시한다.
이하의 설명에서, 본 실시예들의 철저한 이해를 제공하기 위해 특정 구조물들, 컴포넌트들, 재료들, 치수들, 공정 단계들, 및 기술들과 같은 수많은 특정 세부 사항들이 제시된다. 그러나, 실시예들은 이러한 특정 세부 사항들 없이 실시될 수 있다는 것이 본 기술 분야의 통상의 기술자에 의해 이해될 것이다. 다른 경우들에서, 널리 공지된 구조물들 또는 공정 단계들은 실시예들을 모호하게 하는 것을 피하기 위해 상세히 설명되지 않았다. 층, 영역, 또는 기판과 같은 요소가 다른 요소 "위에(on)" 또는 "위로(over)" 라고 언급될 때, 그것이 다른 요소 바로 위에 있을 수 있거나 또는 개입 요소들(intervening elements)이 존재할 수도 있다는 점이 이해될 것이다. 반면에, 한 요소가 다른 요소 "바로 위에(directly on)" 또는 "바로 위로(directly over)"라고 언급될 때, 개입 요소들은 존재하지 않는다. 또한, 요소가 다른 요소의 "아래(beneath)", "아래(below)", 또는 "밑(under)" 으로 언급될 때, 그것은 다른 요소 바로 아래에 또는 밑에 있을 수 있거나, 개입 요소들이 존재할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 반면에, 요소가 다른 요소의 "바로 아래에(directly beneath)" 또는 "바로 밑에(directly under)" 있다고 언급될 때, 개입 요소들이 존재하지 않는다.
다음의 상세한 설명에서 실시예들의 제시를 모호하게 하지 않기 위해, 본 기술 분야에 공지된 일부 구조물들, 컴포넌트들, 재료들, 치수들, 공정 단계들 및 기술들은 제시를 위해 그리고 예시 목적들을 위해 함께 조합되었을 수 있고 일부 경우들에서는 상세히 설명되지 않았을 수 있다. 다른 경우들에서, 본 기술 분야에 공지된 일부 구조물들, 컴포넌트들, 재료들, 치수들, 공정 단계들 및 기술들은 전혀 설명되지 않았을 수 있다. 이하의 설명은 오히려 본 명세서에 설명된 다양한 실시예들의 독특한 특징들 또는 요소들에 초점을 맞춘다는 것을 이해해야 한다.
입사광을 효율적으로 완전히 차단하기 위해 분산된 브래그 반사기(DBR)의 제한된 반사율을 개선하는 반사기 구조물이 개시된다. 구체적으로, 반사기 구조물은 실제 DBR 아키텍처들에서 반사율을 증가시키고, 횡방향-자기(TM) 편광 관련 손실들을 감소시키고, 실제 (산업적으로 성숙한) 재료 선택(이산화 규소(SiO2), 티타늄 산화물(TiO2), 불화 마그네슘(MaF) 및 네오디움 산화물(wb2O5))을 갖는 TM 편광 방사를 반사하고, 금속 반사기와의 광 상호작용을 완화시키며, 따라서 은(Ag)이 없는 해결책들을 가능하게 하고, 이는 고온, 높은 전류 밀도(즉, 신뢰성 있는, 강건한 해결책들) 및/또는 자외선(UV) 방출기들에서 상당한 이점들을 제공하고, 더 신뢰성 있는 해결책을 제공하기 위해 Ag에 대한 대안으로서 금(Au) 반사기를 제공하고, 직접 인광-변환 LED(pcLED) 방출기들에서의 추출 효율(ExE) 및 색 효율(CE)을 증가시키고, 방향성을 개선시킨다(즉, 증가된 휘도). 또한, 본 반사기 구조물은 극히 높은 굴절률 인덱스들(R1)을 갖는 재료들과 같은 재료들을 사용함으로써 완전한 밴드갭 DBR을 제공할 수 있다.
현재 DBR 설계들은 결국 성능 이득들을 제한하는 제한된 굴절률 인덱스 차이를 갖는 층들을 이용한다. 예를 들어, 도 1은 발광 다이오드(LED) 손실 내역 복합 미러 손실 기여도를 도시한다. 임의의 LED가 본 명세서에서의 설계들로부터 이익을 얻을 수 있다. 이것은 일반적으로 은 미러들 사이의 DBR이다. 도 1은 DBR을 포함하는 복합 미러 다이를 구비한 LED의 손실 내역(100)을 도시한다. 손실 내역은 다이 손실들(110)의 55%(5.5/9.9)가 복합 미러 흡수(120)로 인한 것임을 나타낸다. 손실들은 모든 생성된 (청색) 광의 대략 5.5%에 대응한다. 청색 광 손실들의 5.5% 중에서, 50%(2.7/5.5)는 DBR(Ag) 손실들(130)로 인한 것이다. DBR(Ag) 손실들(130)의 대략 2.7% 중에서 약 80%(79.4%)는 Ag 손실들(140)에 기인한다. 따라서, DBR은 금속과의 광 상호작용을 차단한다. 도시된 바와 같이, DBR(Ag) 내의 TiO2의 손실들은 흡수 손실의 17%를 차지한다. 이러한 통계들에 기초하여, Ag 손실들이 완화되거나 제거되는 시나리오들에 대한 개선 기회가 존재한다.
도 2는 도 1에 도시된 복합 미러 LED 방출기에서의 각도 분해된 스펙트럼 분산된 브래그 반사기(DBR) 손실 내역(200)을 도시한다. 손실 내역(200)은, 예를 들어, 450nm 주변과 대략 60°의 입사각과 같은 청색 파장들(210)에서 손실들이 가장 높다는 것을 증명한다. 이 영역(220)은 도 2 내에서 강조된다.
도 3은 도 1의 최대치의 위치에 대응하는 450nm에서 60°입사각(AOI)에서의 DBR 누적 손실(300)을 나타낸다. P 편광은 횡방향-자기(TM)라고 지칭되고, 또한 이 분야에서 pi-편광(pi-polarized) 또는 접선 평면 편광(tangential plane polarized)이라고 지칭된다. S 편광은 횡방향-전기(TE)라고 지칭되고, 또한 이 분야에서 시그마-편광(sigma-polarized) 또는 시상 평면 편광(sagittal plane polarized)이라고 불린다. 32°AOI에 대한 450nm에서의 횡방향-전기(TE) 누적 손실(320) 및 횡방향-자기(TM) 누적 손실(310)이 도 3에 도시되어 있다. TM 누적 상대 손실(310)은 200nm의 두께(Ag 층)에서 대략 80%(점(330)으로 도시됨)으로 피크이고, 대략 2000nm의 두께(ITO 층)에서 점프(340)가 입증될 때까지 계속하여 꾸준히 상승한다. TE 누적 상대 손실(320)은 약 2000nm의 두께(ITO 층)에서 작은 증가(350)를 가지면서 0 근처에 유지된다. 손실들(TM 손실들의 대부분은 Ag 층에 기인하는 두께의 처음 200nm에서 발생함)은 브루스터 각도 범위(Brewster angular range) 내의 TM 방사의 Ag 흡수(360)에 의해 지배된다.
도 2 및 도 3은 각도 분해된 스펙트럼 손실로부터, 브루스터 각도와 일치하는 60°입사각 부근에서 손실들이 450nm에서 피크가 됨을 입증한다. 피크 손실 영역에서의 DBR 층들에 걸친 누적 손실 분포는, TM 흡수가 Ag 층들에 도달하여 흡수됨에 따라 그것이 지배적이며, TE 손실 기여는 매우 낮고 주로 인듐 주석 산화물(ITO) 손실들로 인한 것이라는 것을 분명히 보여준다.
도 4는 복합 미러 LED의 450nm의 편광 의존 반사율(400)을 도시한다. 반사율(400)의 플롯은, TM 편광 반사율(410)이 브루스터 각도(60°부근) 영역에서 낮음을 입증한다. 도 4에서의 p-편광(Rp)의 반사와 s-편광(Rs)의 반사 사이의 비교에 의해, TM 반사율이 가장 나쁘다는 것을 확인할 수 있다(Rp는 3개의 반사율 값들 중 더 낮은 것이고, R은 중간이고, Rs는 가장 크다). 최대 Ag 노출인 가장 약한 TM 반사율(410)은 약 60°이다. 브루스터 각도(100% 투과)는 atan(nTiO2/nSiO2)
Figure pct00001
60°에 의해 정의되고, 따라서 연관된 손실들은 선택된 재료들로 회피될 수 없다.
도 5는 도 3과 관련하여 설명된 DBR의 경우에 밴드 다이어그램(508)과 반사율(504) 사이의 관계(500)를 예시한다. 도시된 바와 같이, 어두운 회색 영역들은 허용된 상태들이다. DBR에 대한 도 5의 밴드 다이어그램(508)은, 펌프 파장(손실들이 가장 높음) 주위에 TE에 대해 광자 밴드갭이 설계될 수 있지만, TM 편광이 차단될 수 없다는 것(즉, 완전히 반사됨)을 나타낸다. 완전한 TE 밴드갭은 도면에서 모두 밝은 회색으로 유지되는 표시된 박스(510)로 도시된다. 불완전한 TM 밴드갭은 도면에서 완전히 밝은 회색으로 유지되지 않는 표시된 박스(520)로 도시된다. 결과적으로, 불완전한 TM 밴드갭은, 도 4와 관련하여 결론지어지고 설명된 바와 같이, 선택된 재료들로는 손실들이 회피될 수 없다는 것을 나타낸다.
도 6은 1차원(1D) DBR(610) + 2차원(2D) 광자 결정들(PhC)(620) 및/또는 3차원(3D) PhC(620)을 갖는 반사기(600)를 도시한다. 도 6은 반도체 층(650)에 인접한 그러한 반사기(600)의 하나의 가능한 실시예를 도시한다. 반사기는 1D DBR 구조물(610)을 2D PhC(620) 및/또는 3D PhC(620)와 결합한다. PhC(620)는 본 기술 분야의 통상의 기술자들이 이해할 수 있는 바와 같이, SiO2 및 TiO2와 같은 재료 쌍들을 포함할 수 있다. 도면은 2D PhC(620)의 수평 배열을 도시하지만 PhC(620)는 수직으로 또는 수평으로 배열된 실린더 바들을 포함할 수 있다. 수직 배열에서, PhC(620)는 3D가 된다. 수직 실린더들, 구들, 우드파일들, 및 이들의 조합들을 포함하는 다른 기하학적 구조물들이 사용될 수 있다. 최하부 금속 반사기는 Ag가 없을 수 있고, 따라서 접합 층(630)인 것으로 이해될 수 있다.
반사기의 각각의 층들은 TE 방사를 반사하도록 설계된 1D DBR(610), 및 TM 방사를 차단하기 위한 2D/3D PhC(620) 구조물들을 포함한다. 2D/3D PhC 구조물들(620)의 두께는 DBR 층(610)과 대략 동일한 크기일 수 있다. 반도체 층(650)의 다중 양자 우물(multiple quantum well, MQW)에 인접한 ITO 층(들)(640)이 또한 존재할 수 있다. ITO 층(들)(640)은 투명 전도성 산화물 층으로서 동작한다.
본 설명은 TM 방사가 반사되기 전에 TE 방사가 반사되는 것을 나타내지만, 이 순서는 반전될 수 있다. 또한, 층들은 TM 방사를 반사하도록 동작할 수 있고, 이어서 TE 방사를 반사할 수 있고, 이어서 추가적인 층이 임의의 추가적인 TM 방사를 반사하도록 설계될 수 있다. 본 기술 분야의 통상의 기술자에게 이해되는 바와 같이, 층들에서의 금속의 사용은 TE 및 TM 방사 둘 다의 투과 및 반사에 영향을 미친다.
도 6의 이러한 구조물들은 완전한 광자 밴드갭을 특징으로 하지 않지만, 구조물들은 TM 방사에 대한 완전한 밴드갭을 특징으로 할 수 있다. 따라서, TE 방사를 반사하기 위해 1D DBR(610)을 사용할 필요성이 존재한다.
도 7은 450nm 광에 대한 다양한 AOI들에서의 전기장 법선(700)을 예시한다. DBR 및 도 6의 SiO2 및 TiOx 층들을 사용하는 결합된 1D DBR 및 2D PhC의 전기장 법선이 도시되어 있다. 보여지는 바와 같이, 필드 강도는 인입 파동들을 완전히 반사하기 위해 단지 소수의 주기적인 층들이 필요하다는 것을 보여준다.
구체적으로, 5개의 비교들 중 첫번째 것(AOI=0°)(710)에서 예시된 바와 같이, DBR 및 DBR + 2D PhC는 유사하게 보이고, 따라서 AOI-0°에서는 표시된 차이가 없다. 유사하게, AOI=30°(720)에서 DBR 및 DBR + 2D PhC는 유사하게 보이지만, 성능의 약간의 변화들이 보여지기 시작한다. 특히, DBR 부분은 예를 들어, 0°에서의 그러한 동일한 묘사로부터 약간 벗어난다. 45°의 AOI(730), 60°의 AOI(740) 및 75°의 AOI(750)에서의 후속하는 3개의 비교는 조합 DBR + 2DPhC의 기능들이 훨씬 더 양호하다는 것을 예시하고, DBR 성능 저하를 더 예시한다.
도 8은 1D DBR 반사율(810) 및 도 6의 반사기의 반사율(820) 양쪽 모두의 450nm에서의 반사율 플롯(800)을 도시한다. 도시된 바와 같이, 1D DBR의 TM 반사율(810)은 대략 40°AOI에서 50°까지 감소하기 시작하고, 최종적으로 80°이후에서 증가할 때까지, 거의 80°까지는 20%보다 낮다. 한편, 1D DBR + 2D PhC의 TM의 반사율(820)은 대략 100%에 근접하도록 매우 높게 유지된다.
총괄하여, 도 7 및 도 8은 펌프 파장에서 거의 100%의 반사율을 획득하기 위해 결합된 1D DBR + 2D PhC(도 6의 반사기)의 유효성을 도시한다.
도 9는 1D DBR(910) 및 쌍곡선 메타물질(HMM) 층(925)을 갖는 반사기(900)를 예시한다. 반사기의 각각의 층들은 TE 방사를 반사하도록 설계된 1D DBR(910) 및 TM 방사를 차단하기 위한 HMM 층(925)을 포함한다. HMM 층(925)의 두께는 DBR 층(910)과 대략 동일한 크기일 수 있다. HMM 층(925)은 도 6의 대응하는 PhC 층(620)보다 얇을 수 있다. HMM 층(925)은 나노스케일에서 광-방출기 상호작용을 조정하기 위해 특정 특성들을 갖도록 설계된, 나노-설계된 재료를 포함할 수 있다. 반도체 층(950)의 MQW에 인접한 ITO 층(들)(940)이 또한 존재할 수 있다. ITO 층(들)(940)은 투명 전도성 산화물 층으로서 동작한다. 최하부 금속 반사기는 Ag가 없을 수 있다(예를 들어, 접합 층(930)).
도 9에 예시된 반사기(900)에서, 많은 층들은 도 6의 반사기(600)에 대해 설명된 층들과 유사하다. 도 6에서의 PhC(620)는 HMM 층(925)으로 대체된다. HMM 층(925)은, 예를 들어, 서브 파장 두께(subwavelength thickness)의 교대하는 금속/유전체 층들에 의해 다수의 상이한 방식들로 형성될 수 있다. HMM 층(925)을 생성하는 다른 방법들은 Evgenii E. Narimanov의 Photonic Hypercrystals라는 제목의 논문(Phys. Rev X 4, 041014(2014))에 열거되어 있다. HMM 층(925)의 존재는 완전한 TM 밴드갭들의 형성을 가능하게 하는 표면 모드들을 생성한다.
도 10은 서브-파장 두께의 금속-유전체 쌍들에 의해 형성된 HMM 층(925)을 갖는 도 9의 반사기(900)의 밴드갭 다이어그램(1000)을 예시한다. 밴드갭 다이어그램(1000)은 완전한 TM 밴드갭(1010)이 형성될 수 있다는 것을 보여준다. 다시, 어두운 회색 영역들은 허용된 상태들이다. TM 영역의 표시된 영역은 전체 영역이 밝은 회색이기 때문에 완전한 TM 밴드갭(1010)을 제공한다. 따라서, 이 HMM 층(925)을 종래의 1D DBR(910)과 결함함으로써 완전한 밴드갭 구조물이 달성된다.
도 11은 LED로부터 방출된 광을 반사하는 방법(1100)을 예시한다. 방법(1100)은 단계(1110)에서 제1 층에 의해 LED에 의해 방출된 횡방향-전기(TE) 방사를 반사하는 단계, 단계(1120)에서 제2 층에 의해 LED로부터 방출된 횡방향-자기(TM) 방사를 차단하는 단계, 및 단계(1130)에서 복수의 ITO 층을 갖는 투명 전도성 산화물 층을 제공하는 단계를 포함한다.
제1 층은 1차원(1D) 분산된 브래그 반사(DBR) 층(610, 910)일 수 있다. 제2 층은 2차원(2D) 광자 결정(PhC)(620), 3차원(3D) PhC(620), 및/또는 쌍곡선 메타물질(HMM)(925)일 수 있다. 2D PhC(620)는 수평 실린더 바들, 수직 실린더 바들, 또는 둘 다를 포함할 수 있다. 방법(1100)은 Ag가 없는 금속 반사기를 포함할 수 있는 접합 층(630, 930)을 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 제1 층 및 제2 층은 대략 동일한 두께일 수 있다.
특징들 및 요소들이 특정 조합들로 위에서 설명되지만, 본 기술 분야의 통상의 기술자는 각각의 특징 또는 요소가 단독으로, 또는 다른 특징들 및 요소들을 갖거나 갖지 않는 임의의 조합으로 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 또한, 본 명세서에 설명된 방법들은 컴퓨터 또는 프로세서에 의한 실행을 위해 컴퓨터 판독 가능 매체에 포함된 컴퓨터 프로그램, 소프트웨어, 또는 펌웨어로 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체의 예들은 (유선 또는 무선 접속들을 통해 송신되는) 전자 신호들 및 컴퓨터 판독 가능 저장 매체를 포함한다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체의 예들은 판독 전용 메모리(read only memory, ROM), 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM), 레지스터, 캐시 메모리, 반도체 메모리 디바이스들, 내부 하부 디스크들 및 이동식 디스크들과 같은 자기 매체, 광 자기 매체, 및 CD-ROM 디스크들 및 디지털 다기능 디스크들(DVD들)과 같은 광학 매체를 포함하지만 이에 제한되지 않는다.

Claims (20)

  1. 발광 다이오드(LED)를 위한 반사기로서의 사용을 위한 디바이스로서,
    상기 LED에 의해 방출된 횡방향-전기(TE) 방사를 반사하도록 설계된 제1 층; 및
    상기 LED로부터 방출된 횡방향-자기(TM) 방사를 차단하도록 설계된 제2 층
    을 포함하는, 디바이스.
  2. 제1항에 있어서, 투명한 전도성 산화물 층으로서 동작하도록 설계된 복수의 ITO 층들을 더 포함하는, 디바이스.
  3. 제2항에 있어서, 상기 ITO 층들은 IZO 층들인, 디바이스.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 층은 1차원(1D) 분산된 브래그 반사(DBR) 층인, 디바이스.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제2 층은 2차원(2D) 광자 결정(PhC)인, 디바이스.
  6. 제5항에 있어서, 상기 2D PhC는 수평 실린더 바들을 포함하는, 디바이스.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제2 층은 재료 쌍들을 포함하는, 디바이스.
  8. 제7항에 있어서, 상기 재료 쌍들은 SiO2 및 TiO2를 포함하는, 디바이스.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제2 층은 3차원(3D) PhC인, 디바이스.
  10. 제9항에 있어서, 상기 3D PhC는 수직 실린더 바들을 포함하는, 디바이스.
  11. 제9항에 있어서, 상기 3D PhC는 구들을 포함하는, 디바이스.
  12. 제9항에 있어서, 상기 3D PhC는 우드파일들을 포함하는, 디바이스.
  13. 제1항에 있어서, 상기 제2 층은 쌍곡선 메타물질(HMM)인, 디바이스.
  14. 제1항에 있어서, 상기 제2 층은 서브 파장 두께의 교대하는 금속/유전체 층들에 의해 형성되는, 디바이스.
  15. 제1항에 있어서, 최하부 금속 반사기를 더 포함하는, 디바이스.
  16. 제15항에 있어서, 상기 최하부 금속 반사기는 Ag가 없는, 디바이스.
  17. 제15항에 있어서, 상기 최하부 금속 반사기는 접합 층으로서 작용하는, 디바이스.
  18. 제1항에 있어서, 상기 제1 층 및 상기 제2 층은 대략 동일한 두께인, 디바이스.
  19. LED를 위한 반사기를 포함하는 발광 다이오드 디바이스(LED)로서,
    방사를 생성하기 위해 Ⅲ/Ⅴ 직접 밴드갭 반도체로서 형성된 반도체 층;
    상기 반도체 층에 의해 방출된 횡방향-전기(TE) 방사를 반사하도록 설계된 1차원(1D) 분산된 브래그 반사(DBR) 층; 및
    상기 반도체 층에 의해 방출된 횡방향-자기(TM) 방사를 차단하도록 설계된 제2 층 -상기 제2 층은 2차원(2D) 광자 결정(PhC) 및 3차원(3D) PhC 중 하나임-;
    투명 전도성 산화물 층으로서 동작하고 표면 반사들을 최소화하도록 설계된 복수의 ITO 층들; 및
    정의된 방향에서의 방사를 반사하기 위한, Ag가 없는 최하부 금속 반사기 -상기 최하부 금속 반사기는 접합 층으로서 작용함-
    를 포함하는, 발광 다이오드 디바이스.
  20. LED를 위한 반사기를 포함하는 발광 다이오드(LED) 디바이스에서 광을 반사하는 방법으로서,
    Ⅲ/Ⅴ 직접 밴드갭 반도체로서 형성된 반도체 층을 통해 방사를 생성하는 단계;
    1차원(1D) 분산된 브래그 반사(DBR) 층으로 상기 반도체 층에 의해 방출된 횡방향-전기(TE) 방사를 반사하는 단계; 및
    제2 층으로 상기 반도체 층에 의해 방출된 횡방향-자기(TM) 방사를 차단하는 단계 -상기 제2 층은 2차원(2D) 광자 결정(PhC) 및 3차원(3D) PhC 중 하나임-
    를 포함하는, 방법.
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